(一)硫同位素特征
表3-2列出了21个金银多金属矿床363件硫同位素统计值。本区矿床硫同位素呈现两组差异明显的数值。一组是主要产于幔枝构造核部的金矿床,如小营盘、东坪等,其值域分布多集中在-6‰~-16‰。另一组主要产于幔枝构造边部盖层中的金银多金属矿床,如蔡家营、青羊沟、万全寺等,其值域主要集中在-5‰~5‰。这些特征反映了矿物生长顺序基本上是符合晶格能降低的规律的,说明硫同位素的交换已达到平衡。
(二)铅同位素特征
据冀西北幔枝构造区已知成型的21个金、银多金属矿床共147件铅同位素数据统计,不论产于何种构造位置,不同矿种原生矿石铅同位素(平均值)十分接近。反映该地区众多矿床的成矿物质有一个共同的“铅源”。将表3-3中数据平均值投点于铅同位素演化曲线图上,总体上可反映出冀西北印支-燕山期内生矿床矿质的主体应源自地球深部,并有程度不同的壳源物质加入。
(三)氦、氩同位素特征
在冀西北幔枝构造区选取代表性的11个矿区36件样品进行氦、氩同位素测试。研究用的黄铁矿和石英为新鲜样品,从而排除了样品中存在宇宙成因3He的可能。样品中形成的流体包裹体基本上可以代表黄铁矿形成时流体的初始同位素值。较高的3He/4He和R/Ra值在一定程度上反映出地幔热流体参与了成矿过程。将该区11个矿床36件样品投点与成矿流体3He/4He-40Ar/36Ar图解,可见多数落点均位于地幔氦附近。反映氦气应以地幔来源为主,并在上升过程中有脱气现象或放射性4He(壳源物质)加入。
(四)成矿热流体的来源
在研究区内,据已公布和实测的16个矿床80余个样品统计平均值,δ18OSMOW4.9~18.77,δ18OH2O-1.45~7.31,δDSMOW-109.5~-80.5,极大部分接近正常岩浆水区间。将14个矿床氢氧同位素平均值投点于δD-δOH2O图解上,大部分点落在岩浆水区间的附近(左下方),而远离雨水线,很少落入变质水区间,表明冀西北矿床成矿热液来源应以岩浆水为主,兼有部分其他来源的水加入。
运用硅同位素探讨成矿物质来源目前还处于起步阶段。已取得的硅同位素资料表明,7个矿床含矿石英脉中22件石英样品及地层和岩浆岩5件中石英及全岩样品的30Si同位素组成分别为,含矿石英脉为-0.2‰~0.3‰,平均为-0.05‰; 岩浆岩值域为-0.3‰~0.4‰,平均0.05‰。二者变化不大,且与水泉沟杂岩体较为接近,暗示其硅质来源具有一定的相似性,表明中酸性岩浆活动确有可能提供一定数量的硅。而太古宙片麻岩(30Si=0.6)差别较大。
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